MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lspsolv Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lspsolv 19419
Description: If 𝑋 is in the span of 𝐴 ∪ {𝑌} but not 𝐴, then 𝑌 is in the span of 𝐴 ∪ {𝑋}. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Jun-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lspsolv.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
lspsolv.s 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
lspsolv.n 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
Assertion
Ref Expression
lspsolv ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑌 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))

Proof of Theorem lspsolv
Dummy variables 𝑟 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lspsolv.v . . 3 𝑉 = (Base‘𝑊)
2 lspsolv.s . . 3 𝑆 = (LSubSp‘𝑊)
3 lspsolv.n . . 3 𝑁 = (LSpan‘𝑊)
4 eqid 2765 . . 3 (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
5 eqid 2765 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
6 eqid 2765 . . 3 (+g𝑊) = (+g𝑊)
7 eqid 2765 . . 3 ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑊)
8 eqid 2765 . . 3 {𝑧𝑉 ∣ ∃𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))(𝑧(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴)} = {𝑧𝑉 ∣ ∃𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))(𝑧(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴)}
9 lveclmod 19381 . . . 4 (𝑊 ∈ LVec → 𝑊 ∈ LMod)
109adantr 472 . . 3 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑊 ∈ LMod)
11 simpr1 1248 . . 3 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝐴𝑉)
12 simpr2 1250 . . 3 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑌𝑉)
13 simpr3 1252 . . . 4 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))
1413eldifad 3746 . . 3 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑋 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})))
151, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 14lspsolvlem 19418 . 2 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → ∃𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))(𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))
164lvecdrng 19380 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ LVec → (Scalar‘𝑊) ∈ DivRing)
1716ad2antrr 717 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (Scalar‘𝑊) ∈ DivRing)
18 simprl 787 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
1910adantr 472 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑊 ∈ LMod)
2012adantr 472 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑌𝑉)
21 eqid 2765 . . . . . . . . . . . . 13 (0g‘(Scalar‘𝑊)) = (0g‘(Scalar‘𝑊))
22 eqid 2765 . . . . . . . . . . . . 13 (0g𝑊) = (0g𝑊)
231, 4, 7, 21, 22lmod0vs 19168 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑌𝑉) → ((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌) = (0g𝑊))
2419, 20, 23syl2anc 579 . . . . . . . . . . 11 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌) = (0g𝑊))
2524oveq2d 6860 . . . . . . . . . 10 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) = (𝑋(+g𝑊)(0g𝑊)))
2611adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝐴𝑉)
2720snssd 4496 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → {𝑌} ⊆ 𝑉)
2826, 27unssd 3953 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝐴 ∪ {𝑌}) ⊆ 𝑉)
291, 3lspssv 19258 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐴 ∪ {𝑌}) ⊆ 𝑉) → (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ⊆ 𝑉)
3019, 28, 29syl2anc 579 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ⊆ 𝑉)
3130ssdifssd 3912 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)) ⊆ 𝑉)
3213adantr 472 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))
3331, 32sseldd 3764 . . . . . . . . . . 11 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑋𝑉)
341, 6, 22lmod0vrid 19166 . . . . . . . . . . 11 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑋𝑉) → (𝑋(+g𝑊)(0g𝑊)) = 𝑋)
3519, 33, 34syl2anc 579 . . . . . . . . . 10 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)(0g𝑊)) = 𝑋)
3625, 35eqtrd 2799 . . . . . . . . 9 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) = 𝑋)
3736, 32eqeltrd 2844 . . . . . . . 8 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))
3837eldifbd 3747 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ¬ (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))
39 simprr 789 . . . . . . . . 9 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))
40 oveq1 6851 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 = (0g‘(Scalar‘𝑊)) → (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) = ((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌))
4140oveq2d 6860 . . . . . . . . . 10 (𝑟 = (0g‘(Scalar‘𝑊)) → (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) = (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)))
4241eleq1d 2829 . . . . . . . . 9 (𝑟 = (0g‘(Scalar‘𝑊)) → ((𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴) ↔ (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴)))
4339, 42syl5ibcom 236 . . . . . . . 8 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑟 = (0g‘(Scalar‘𝑊)) → (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴)))
4443necon3bd 2951 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (¬ (𝑋(+g𝑊)((0g‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴) → 𝑟 ≠ (0g‘(Scalar‘𝑊))))
4538, 44mpd 15 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑟 ≠ (0g‘(Scalar‘𝑊)))
46 eqid 2765 . . . . . . 7 (.r‘(Scalar‘𝑊)) = (.r‘(Scalar‘𝑊))
47 eqid 2765 . . . . . . 7 (1r‘(Scalar‘𝑊)) = (1r‘(Scalar‘𝑊))
48 eqid 2765 . . . . . . 7 (invr‘(Scalar‘𝑊)) = (invr‘(Scalar‘𝑊))
495, 21, 46, 47, 48drnginvrl 19038 . . . . . 6 (((Scalar‘𝑊) ∈ DivRing ∧ 𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑟 ≠ (0g‘(Scalar‘𝑊))) → (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)(.r‘(Scalar‘𝑊))𝑟) = (1r‘(Scalar‘𝑊)))
5017, 18, 45, 49syl3anc 1490 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)(.r‘(Scalar‘𝑊))𝑟) = (1r‘(Scalar‘𝑊)))
5150oveq1d 6859 . . . 4 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)(.r‘(Scalar‘𝑊))𝑟)( ·𝑠𝑊)𝑌) = ((1r‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌))
525, 21, 48drnginvrcl 19036 . . . . . 6 (((Scalar‘𝑊) ∈ DivRing ∧ 𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑟 ≠ (0g‘(Scalar‘𝑊))) → ((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
5317, 18, 45, 52syl3anc 1490 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
541, 4, 7, 5, 46lmodvsass 19160 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑌𝑉)) → ((((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)(.r‘(Scalar‘𝑊))𝑟)( ·𝑠𝑊)𝑌) = (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)( ·𝑠𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)))
5519, 53, 18, 20, 54syl13anc 1491 . . . 4 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)(.r‘(Scalar‘𝑊))𝑟)( ·𝑠𝑊)𝑌) = (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)( ·𝑠𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)))
561, 4, 7, 47lmodvs1 19163 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑌𝑉) → ((1r‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌) = 𝑌)
5719, 20, 56syl2anc 579 . . . 4 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((1r‘(Scalar‘𝑊))( ·𝑠𝑊)𝑌) = 𝑌)
5851, 55, 573eqtr3d 2807 . . 3 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)( ·𝑠𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) = 𝑌)
5933snssd 4496 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → {𝑋} ⊆ 𝑉)
6026, 59unssd 3953 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ 𝑉)
611, 2, 3lspcl 19251 . . . . 5 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ 𝑉) → (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})) ∈ 𝑆)
6219, 60, 61syl2anc 579 . . . 4 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})) ∈ 𝑆)
631, 4, 7, 5lmodvscl 19152 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑌𝑉) → (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ 𝑉)
6419, 18, 20, 63syl3anc 1490 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ 𝑉)
65 eqid 2765 . . . . . . 7 (-g𝑊) = (-g𝑊)
661, 6, 65lmodvpncan 19188 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ 𝑉𝑋𝑉) → (((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋)(-g𝑊)𝑋) = (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌))
6719, 64, 33, 66syl3anc 1490 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋)(-g𝑊)𝑋) = (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌))
681, 6lmodcom 19181 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ 𝑉𝑋𝑉) → ((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋) = (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)))
6919, 64, 33, 68syl3anc 1490 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋) = (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)))
70 ssun1 3940 . . . . . . . . . 10 𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ {𝑋})
7170a1i 11 . . . . . . . . 9 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ {𝑋}))
721, 3lspss 19259 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ 𝑉𝐴 ⊆ (𝐴 ∪ {𝑋})) → (𝑁𝐴) ⊆ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
7319, 60, 71, 72syl3anc 1490 . . . . . . . 8 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑁𝐴) ⊆ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
7473, 39sseldd 3764 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
7569, 74eqeltrd 2844 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → ((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
761, 3lspssid 19260 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ 𝑉) → (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
7719, 60, 76syl2anc 579 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝐴 ∪ {𝑋}) ⊆ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
78 snidg 4366 . . . . . . . 8 (𝑋𝑉𝑋 ∈ {𝑋})
79 elun2 3945 . . . . . . . 8 (𝑋 ∈ {𝑋} → 𝑋 ∈ (𝐴 ∪ {𝑋}))
8033, 78, 793syl 18 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑋 ∈ (𝐴 ∪ {𝑋}))
8177, 80sseldd 3764 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑋 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8265, 2lssvsubcl 19216 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})) ∈ 𝑆) ∧ (((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})) ∧ 𝑋 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))) → (((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋)(-g𝑊)𝑋) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8319, 62, 75, 81, 82syl22anc 867 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (((𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)(+g𝑊)𝑋)(-g𝑊)𝑋) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8467, 83eqeltrrd 2845 . . . 4 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
854, 7, 5, 2lssvscl 19230 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})) ∈ 𝑆) ∧ (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))) → (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)( ·𝑠𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8619, 62, 53, 84, 85syl22anc 867 . . 3 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → (((invr‘(Scalar‘𝑊))‘𝑟)( ·𝑠𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8758, 86eqeltrrd 2845 . 2 (((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) ∧ (𝑟 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ (𝑋(+g𝑊)(𝑟( ·𝑠𝑊)𝑌)) ∈ (𝑁𝐴))) → 𝑌 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
8815, 87rexlimddv 3182 1 ((𝑊 ∈ LVec ∧ (𝐴𝑉𝑌𝑉𝑋 ∈ ((𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑌})) ∖ (𝑁𝐴)))) → 𝑌 ∈ (𝑁‘(𝐴 ∪ {𝑋})))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  wrex 3056  {crab 3059  cdif 3731  cun 3732  wss 3734  {csn 4336  cfv 6070  (class class class)co 6844  Basecbs 16133  +gcplusg 16217  .rcmulr 16218  Scalarcsca 16220   ·𝑠 cvsca 16221  0gc0g 16369  -gcsg 17694  1rcur 18771  invrcinvr 18941  DivRingcdr 19019  LModclmod 19135  LSubSpclss 19204  LSpanclspn 19246  LVecclvec 19377
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7149  ax-cnex 10247  ax-resscn 10248  ax-1cn 10249  ax-icn 10250  ax-addcl 10251  ax-addrcl 10252  ax-mulcl 10253  ax-mulrcl 10254  ax-mulcom 10255  ax-addass 10256  ax-mulass 10257  ax-distr 10258  ax-i2m1 10259  ax-1ne0 10260  ax-1rid 10261  ax-rnegex 10262  ax-rrecex 10263  ax-cnre 10264  ax-pre-lttri 10265  ax-pre-lttrn 10266  ax-pre-ltadd 10267  ax-pre-mulgt0 10268
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-riota 6805  df-ov 6847  df-oprab 6848  df-mpt2 6849  df-om 7266  df-1st 7368  df-2nd 7369  df-tpos 7557  df-wrecs 7612  df-recs 7674  df-rdg 7712  df-er 7949  df-en 8163  df-dom 8164  df-sdom 8165  df-pnf 10332  df-mnf 10333  df-xr 10334  df-ltxr 10335  df-le 10336  df-sub 10524  df-neg 10525  df-nn 11277  df-2 11337  df-3 11338  df-ndx 16136  df-slot 16137  df-base 16139  df-sets 16140  df-ress 16141  df-plusg 16230  df-mulr 16231  df-0g 16371  df-mgm 17511  df-sgrp 17553  df-mnd 17564  df-grp 17695  df-minusg 17696  df-sbg 17697  df-cmn 18464  df-abl 18465  df-mgp 18760  df-ur 18772  df-ring 18819  df-oppr 18893  df-dvdsr 18911  df-unit 18912  df-invr 18942  df-drng 19021  df-lmod 19137  df-lss 19205  df-lsp 19247  df-lvec 19378
This theorem is referenced by:  lssacsex  19420  lspsnat  19421  lsppratlem1  19424  lsppratlem3  19426  lsppratlem4  19427  lbsextlem4  19438  lindsenlbs  33831
  Copyright terms: Public domain W3C validator